Un modelo matemático para proteger el arte prehistórico de la crisis climática

Las imágenes de bisontes y ciervas y otras más esquemáticas plasmadas por los artistas del Paleolítico Superior, las más antiguas hace 35.000 años, en la cueva de Altamira (Cantabria) sufrirán en los próximos años un deterioro si no se toman medidas de protección ante el alza de las temperaturas exteriores y el consiguiente aumento de la concentración de CO2 en el interior de la cavidad, según las previsiones de los científicos que trabajan en su conservación.

Un modelo matemático fruto de un estudio llevado a cabo por investigadores españoles y franceses se ha revelado como una eficaz herramienta para la conservación del arte rupestre parietal ante la amenaza del calentamiento global, que se suma al riesgo que ya suponían las visitas a los santuarios de la Prehistoria.

El trabajo del equipo interdisciplinar formado por científicos del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), el Instituto Geológico y Minero (IGME) —ambos pertenecientes al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)— y las universidades de Alicante, Almería y el Centro de Estudios Espaciales de la Biosfera (CESBIO) de Toulouse tiene como objetivo proyectar escenarios futuros de una mayor concentración de dióxido de carbono (CO2) en la cueva de Altamira, reflejo del aumento del mismo compuesto en el exterior y causa principal de la subida de las temperaturas en la Tierra.

Para Roberto Ontañón, director de Cuevas de Cantabria y del Museo de Prehistoria de Santander, “este modelo nos dota a quienes gestionamos la conservación del arte rupestre de una herramienta que va más allá de las capacidades de nuestros equipos de medición; por ejemplo, para determinar cuántas personas pueden entrar en una cueva sin alterar su medio ambiente”. En la actualidad las visitas a Altamira están restringidas a cinco personas cada semana, pero es muy probable que en un futuro cercano se elimine hasta este cupo, del mismo modo que sucede en otras joyas del arte paleolítico, como la cueva de Lascaux en la Dordoña francesa.

Sobre la amenaza del calentamiento del clima para las pinturas y riquezas geológicas de las cuevas, Ontañón afirma que el aumento de CO2 provoca también que el agua que penetra en las cavidades por filtración se vuelva más corrosiva al darse una mayor acidificación.

Las primeras medidas que podrían tomarse para la protección del ocre y el negro de los bisontes y ciervas de Altamira deberían consistir en “proteger el exterior y las cercanías de la cueva y no modificar el suelo externo, ya que ello provoca el levantamiento de partículas que favorece dispersión de microorganismos hacia el interior de la cueva”, según Sergio Sánchez Moral, investigador del departamento de Geología del MNCN. Ontañón, por su parte, añade la necesidad de limitar la insolación y la instalación de antecámaras “que hagan las cuevas más profundas”. Porque una solución a medio plazo es “aislar más las cuevas”, afirma.

Temperatura exterior

El calentamiento global supone un desafío también para el proceso natural en las cavidades y galerías subterráneas, donde las concentraciones de CO2 dependen en gran medida de las condiciones ambientales en el exterior. Y el reto es aun mayor cuando se trata de cuevas que conservan en sus paredes de roca las obras maestras del arte prehistórico, ya que las pinturas son las expresiones artísticas rupestres más vulnerables frente a los riesgos de corrosión. Además de Altamira, en el subsuelo de la cornisa Cantábrica se esconden las cuevas con algunas de las pinturas parietales más importantes del Paleolítico Superior, como El Castillo, La Pasiega o Las Monedas, en Puente Viesgo, o El Pendo, a pocos kilómetros de Santander.

“Entre 1996 y 2012 medimos y recopilamos los datos de la temperatura y humedad en el suelo exterior de la cueva y los contrastamos con los obtenidos también de la temperatura y la concentración de CO2 en las salas y galerías de Altamira. A partir de estos datos y con técnicas avanzadas, los científicos del CESBIO han diseñado un modelo matemático que predice la dinámica de la concentración de dióxido de carbono en el interior de la gruta”, explica Sergio Sánchez Moral.

El modelo incorpora, además, una serie de datos obtenidos a partir de series temporales de imágenes de satélite, lo que ha hecho posible simular las variaciones en la concentración de CO2 en la que se ha llamado la Capilla Sixtina del Arte Paleolítico bajo diferentes condiciones climáticas y contrastar los resultados con los datos reales.

Según Sánchez Moral, el estudio aborda no solo la interrelación entre el clima, el suelo y la roca y su impacto en las condiciones ambientales de una cueva que alberga pinturas plasmadas por artistas hace miles de años, sino también el causado por las actividades humanas y el previsible deterioro que se derivará del calentamiento global.

“Esta herramienta nos aporta información fundamental sobre la interacción entre el clima externo y el subterráneo, que es la clave para el mantenimiento de la estabilidad ambiental de la cavidad y, por tanto, para conservar el valioso patrimonio cultural que atesora”, continúa el investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales, que resalta el éxito de poder explicar un proceso natural mediante un patrón matemático abstracto.

Los investigadores españoles tomaron los datos de temperatura y concentración de CO2 durante los años en los que Altamira sufría la visita de hasta mil personas diarias y los compararon con el comportamiento de dichos parámetros en la cueva en su estado natural obtenidos en los años posteriores. De este modo se pudo reconstruir el pasado y medir el impacto de la actividad humana en la cueva, particularmente intensa durante el periodo 1950-1970.

Soledad Cuezva, geóloga también del MNCN, que ha participado en el estudio, confirma que los resultados obtenidos no dejan lugar a dudas sobre el enorme impacto de la elevada afluencia de visitantes durante ese periodo del siglo pasado, cuando las temperaturas externas, además, eran más bajas. “Ello provocó que se acumulara gran cantidad de CO2 en su interior, favoreciendo los procesos de condensación sobre el techo y la consiguiente corrosión de la roca que sirve de soporte a las pinturas, de ahí que fuera imprescindible tomar medidas para reducir el impacto que las visitas estaban produciendo”, dice Cuezva.

Esta investigadora añade otro peligro para el ecosistema de las cuevas debido a la entrada y dispersión de microorganismos que no solo atacan las pinturas, sino también “las mineralizaciones espectaculares que albergan algunas de ellas”, que a veces se reflejan en preciosas vetas de colores en la roca, que pueden admirarse en grutas como El Castillo. Y es que, según esta científica, “este modelo matemático nos indica que no solo va a haber mayores concentraciones de CO2, sino también un incremento en la oscilación de máximos y mínimos, lo que provocará una mayor inestabilidad y puede resultar en una intensificación, no solo de los procesos de corrosión de la roca, sino de precipitación mineral que cubra las pinturas”.

El estudio, pues, utilizó una técnica de modelado global para reconstruir el pasado y sus resultados permiten establecer las medidas para seguir conservando el patrimonio cultural de Altamira y que serán aplicables a otras cavidades subterráneas, adelantándose a los cambios del clima que previsiblemente modificarán sus condiciones ambientales.

Ecuaciones dinámicas

El método del trabajo se ha basado en el desarrollo de las ecuaciones dinámicas que controlan la variabilidad temporal y espacial de los flujos de intercambio de gases, energía y materia entre el ambiente exterior y el medio subterráneo. Este enfoque ha permitido a los científicos de Toulouse, dirigidos por el matemático Sylvain Mangiarotti, diseñar el modelo que simula y analiza las interacciones entre estos factores y tiene en cuenta las influencias tanto internas como externas en el microclima de la cueva.

La formulación algebraica de los modelos obtenidos confirmó que los principales impulsores del microclima de la cueva son la temperatura exterior, la humedad del suelo-roca y la actividad humana en su interior.

Cuezva asegura que las condiciones ambientales de cada cueva son diferentes y el modelo obtenido es el adecuado para las previsiones en Altamira, “pero el método que seguido para conseguirlo sí que es aplicable a otras cavidades subterráneas, por lo que nuestro trabajo está teniendo mucha repercusión internacional para lidiar con las mismas amenazas en otros santuarios prehistóricos”.

Los investigadores señalan que las pinturas rupestres son, en general, el motivo que suscita el interés de la sociedad por conservar los ecosistemas cavernarios, pero, más allá de su importancia cultural, las cuevas son entornos en los que sobreviven especies adaptadas a unas condiciones ambientales muy concretas y que contienen formaciones geológicas, espeleotemas como las estalactitas y estalagmitas, que permiten asomarse al clima del pasado. “Proteger tanto la biología como la geología de estos espacios pasa por desarrollar prácticas de gestión sostenible”, concluye Cuezva.